(57)【要約】【課題】薄肉化を可能とするとともに、ティースの角部に対応する位置においても鍔部を形成することが容易なアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータを提供する。【解決手段】図示しないティースにこれも図示しないコイルをインシュレータ１１を介して巻装してなるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造において、前記インシュレータ１１の、軸方向両端に鍔部１１ａを設け、軸方向中間にコイル巻き付け部１１１ｂを設けるとともに、当該インシュレータ１１を、フィルムを圧縮成形してなる一以上のフィルム部材により構成する。【選択図】図２
2006311706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースにコイルをインシュレータを介して巻装してなるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造において、前記インシュレータの、軸方向両端に鍔部を設け、軸方向中間にコイル巻き付け部を設けるとともに、当該インシュレータを、フィルムを圧縮成形してなる一以上のフィルム部材により構成することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【請求項２】
前記インシュレータを、前記鍔部と前記コイル巻き付け部の軸方向両端部をなす一対の鍔付フィルム部材と、前記コイル巻き付け部の軸方向中間部分をなす筒状フィルム部材とを組み合わせて構成し、鍔付フィルム部材と筒状フィルム部材とを軸方向にオーバーラップさせることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【請求項３】
前記鍔付フィルム部材と筒状フィルム部材のオーバーラップさせる部分の軸方向長さを、前記鍔部の鍔長さの二倍以上とすることを特徴とする請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【請求項４】
前記鍔付フィルム部材を圧縮成形するに当たり、鍔部をなす部分が延伸するようにフィルムを圧縮成形することを特徴とする請求項２もしくは３に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【請求項５】
前記鍔付フィルム部材を圧縮成形するに当たり、前記コイル巻き付け部をなす部分が延伸するようにフィルムを圧縮成形することを特徴とする請求項２もしくは３に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【請求項６】
前記インシュレータを、周方向断面あるいは径方向断面を挟んで分割して形成した二つのフィルム部材を組み合わせて構成し、一方のフィルム部材を他方のフィルム部材にオーバーラップさせることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【請求項７】
前記二つのフィルム部材のオーバーラップさせる部分の軸方向に垂直な断面内における長さを、前記鍔部の鍔長さの二倍以上とすることを特徴とする請求項６に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に沿ってステータとロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロータに永久磁石を設けた回転電機は、損失が少なくかつ効率がよく、出力が大きい等の理由により自動車もしくは産業用機械に数多く使用されている。なかでも、回転軸に沿ってステータとディスク状のロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型回転電機は、その回転軸方向の厚みの薄型化が可能であるため、レイアウト上の制約がある場合により多く用いられている。
【０００３】
ところで、アキシャルギャップ型回転電機のステータのティースとコイルの間に設けられるインシュレータは、例えば特許文献１に記載されているように、樹脂を射出成形したものが多く使用されているが、樹脂を射出成形して構成されるインシュレータは、射出成形に使用する金型内において、樹脂を充填するに当たって所定のキャビティの寸法を確保する必要が生じるため、インシュレータを薄肉化することが難しかった。
【特許文献１】特開２００３−３３３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この点を解消するために、絶縁紙を折り紙状に組み合わせてインシュレータを構成することも考えられるが、通常台形柱状もしくは扇形柱状をなすティースを外包する形態をなすインシュレータに、コイルとティースとの間の沿面距離を確保するにあたって設けられる鍔部を、当該インシュレータの、台形柱状もしくは扇形柱状をなすティースの角部に対応する位置において、形成することが困難となり、当該部分において円面距離の確保が困難となると言う問題点があった。
【０００５】
本発明は上述したところの課題を解決することを目的とするものであり、その目的は、薄肉化を可能とするとともに、ティースの角部に対応する位置においても鍔部を形成することが容易なアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造は、ティースにコイルをインシュレータを介して巻装してなるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造において、前記インシュレータの、軸方向両端に鍔部を設け、軸方向中間にコイル巻き付け部を設けるとともに、当該インシュレータを、フィルムを圧縮成形してなる一以上のフィルム部材により構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これによれば、インシュレータを、樹脂を射出成形することに換えて、フィルムを圧縮成形することにより構成するため、射出成形による樹脂の成形においては、金型を使用することに起因して、成形後の樹脂の厚みつまりはインシュレータの厚みを薄くすることが出来ないという問題点を廃して、インシュレータの厚みを極めて薄くして、インシュレータの体積を低減することが出来る。さらに、絶縁紙を折り紙状に組み合わせてインシュレータを構成することに比して、二次加工が容易なフィルムを圧縮成形することにより、台形柱状あるいは扇形柱状をなすティースの角部近傍に位置するインシュレータの鍔部の成形を容易なものとして、コイルとティースとの間の沿面距離の確保をより確実なものとすることができる。
【０００８】
ここでフィルムとは、長さ及び幅に比例して厚さの極めて薄い形状のプラスチックのうち、その厚みが極めて薄いものを指す。さらに、プラスチックとは樹脂を成形して出来る製品を指し、本発明におけるプラスチックとは二次成形が可能なものを指すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は一般的なアキシャルギャップ型回転電機の一実施形態を示す模式断面図である。
このアキシャルギャップ型回転電機は、ティース１にコイル２を図示しないインシュレータを介して巻装してなるステータ３とロータ４が回転軸に沿って対向して配置されるものであって、ロータ４は、複数の永久磁石５を周方向に等間隔に並べて設けるとともにその内周側にシャフト６を具え、このシャフト６は軸受７を介してケース８により回転自在に支持される。さらにケース８には冷却路９が設けられ、ステータ３の損失による発熱を吸収し冷却するための冷却液が循環される。さらにシャフト６の端部にはロータ４の回転量や位置を検出するための、エンコーダ１０が設けられる。
【００１０】
図１に示すアキシャルギャップ型回転電機において、コイル２を図示しないインバータにより励磁すると、ステータ３の周方向に回転磁界が形成され、周方向に交互に極性が異なる複数の永久磁石５が埋設されたディスク状のロータ４がステータ３の発生する回転磁界に吸引反発されてマグネットトルクが発生するとともに、ロータ４を構成する磁性体の存在に起因してリラクタンストルクをも発生して、それらを動力として、ロータ４は回転磁界と同期速度で回転する。
【００１１】
図２は、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造の一実施形態を示す模式図である。
図２に示すように、図示しないティースにこれも図示しないコイルをインシュレータ１１を介して巻装してなるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造において、前記インシュレータ１１の、軸方向両端に鍔部１１ａを設け、軸方向中間にコイル巻き付け部１１１ｂを設けるとともに、当該インシュレータ１１を、フィルムを圧縮成形してなる一以上のフィルム部材により構成する。（請求項１に相当）
【００１２】
これによれば、インシュレータ１１を、樹脂を射出成形することに換えて、フィルムを圧縮成形することにより構成するため、射出成形による樹脂の成形においては、金型を使用することに起因して、成形後の樹脂の厚みつまりはインシュレータの厚みを薄くすることが出来ないという問題点を廃して、インシュレータ１１の厚みを極めて薄くして、インシュレータ１１の体積を低減することが出来る。さらに、絶縁紙を折り紙状に組み合わせてインシュレータ１１を構成することに比して、二次加工が容易なフィルムを圧縮成形することにより、台形柱状あるいは扇形柱状をなすティースの角部近傍に位置するインシュレータ１１の鍔部１１ａの成形を容易なものとして、コイルとティースとの間の沿面距離の確保をより確実なものとすることができる。
【００１３】
図２に示すインシュレータ１１では、図示しない台形柱状または扇形柱状のティースの側面を外包する形態の台形筒状のフィルムの軸方向両端部を、筒状のフィルムに対して垂直な方向に伸ばすように圧縮成型することにより、一のフィルムによりインシュレータ１１を構成している。
なおここで、軸方向とは、アキシャルギャップ型回転電機のステータの軸方向を指し、図２中においては、インシュレータ１１の長さ方向を示すものとする。
【００１４】
図３は、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造の他の実施形態を示す模式図である。
図示しないティースに図示しないコイルをインシュレータ１１を介して巻装してなるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造において、インシュレータ１１の、軸方向両端に鍔部１１ａを設け、軸方向中間にコイル巻き付け部１１ｂを設けるとともに、当該インシュレータを、フィルムを圧縮成形してなる一以上のフィルム部材により構成し、（請求項１に相当）インシュレータ１１を、前記鍔部１１ａと前記コイル巻き付け部１１ｂの軸方向両端部をなす一対の鍔付フィルム部材１１ｃと、前記コイル巻き付け部１１ｂの軸方向中間部分をなす筒状フィルム部材１１ｄとを組み合わせて構成し、鍔付フィルム部材１１ｃと筒状フィルム部材１１ｄとを軸方向にオーバーラップさせている。（請求項２に相当）
【００１５】
請求項２に相当する構成によれば、インシュレータ１１を、一対の鍔付フィルム部材１１ｃと筒状フィルム部材１１ｄとを組み合わせて構成することができるため、図示しないティースにインシュレータ１１を組み付ける場合の、作業性を高めることができる。さらに、鍔付フィルム部材１１ｃと筒状フィルム部材１１ｄとを軸方向にオーバーラップさせるため、このようにインシュレータを分割して形成しても、コイルとティースとの間の沿面距離を確保することが出来る。
【００１６】
さらに、前記鍔付フィルム部材１１ｃと筒状フィルム部材１１ｄのオーバーラップさせる部分の軸方向長さを、前記鍔部１１ａの鍔長さＷ１の二倍以上としている。（請求項３に相当）加えて、前記鍔付フィルム部材１１ｃを圧縮成形するに当たり、鍔部１１ａをなす部分が延伸するようにフィルムを圧縮成形する。（請求項４に相当）
【００１７】
請求項３に相当する構成によれば、鍔付フィルム部材１１ｃと筒状フィルム部材１１ｄのオーバーラップさせる部分の軸方向長さを、鍔部１１ａの鍔長さＷ１の二倍以上とすることにより、コイルとティースとの間の沿面距離の確保をより確実なものとすることが出来る。
請求項４に相当する構成によれば、鍔付フィルム部材１１ｃと、筒状フィルム部材１１ｄを圧縮成形するに当たり用いるフィルムの形状を、共通の筒状のものとすることができ、製造効率を高めることができる。
【００１８】
あるいは、前記鍔付フィルム部材１１ｃを圧縮成形するに当たり、前記コイル巻き付け部１１ｂをなす部分が延伸するようにフィルムを圧縮成形する。（請求項５に相当）
これによれば、圧縮成形によりフィルムの厚みが減じる部位を、鍔付フィルム部材１１ｃと筒状フィルム部材とをオーバーラップさせる部位である、コイル巻き付け部１１ｂとすることにより、フィルム部材の厚みの薄い部分をオーバーラップさせて、厚みが減じることによる絶縁耐力の低下をバックアップすることが出来る。
【００１９】
図４は、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造のさらに他の実施形態を示す模式図である。
図示しないティースに図示しないコイルをインシュレータ１１を介して巻装してなるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造において、前記インシュレータ１１の、軸方向両端に鍔部１１ａを設け、軸方向中間にコイル巻き付け部１１ｂを設けるとともに、当該インシュレータを、フィルムを圧縮成形してなる一以上のフィルム部材により構成する。（請求項１に相当）さらに、前記インシュレータ１１を、周方向断面あるいは径方向断面を挟んで分割して形成した二つのフィルム部材１１ｅ、１１ｆを組み合わせて構成し、一方のフィルム部材を他方のフィルム部材にオーバーラップさせる。（請求項６に相当）
【００２０】
請求項６に相当する構成によれば、インシュレータ１１を周方向断面あるいは径方向断面を挟んで分割して形成した二つのフィルム部材１１ｅ、１１ｆにより構成するので、図示しない台形柱状もしくは扇形柱状のティースにインシュレータ１１を組み付けるにあたり、特には軸方向両端部に鍔部を有するティースにおいて、その組み付け作業を容易ならしめることが出来るとともに、一方のフィルム部材を他方のフィルム部材にオーバーラップさせることにより、図示しないコイルとティースとの間の沿面距離を確保することが出来る。
【００２１】
加えて、前記二つのフィルム部材１１ｅ、１１ｆのオーバーラップさせる部分の軸方向に垂直な断面内における長さを、前記鍔部１１ａの鍔長さの二倍以上とすることが好ましい。（請求項７に相当）
これによれば、コイルとティースとの間の沿面距離の確保をより確実なものとすることが出来る。
【００２２】
図５は、図４に示したアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造に使用するインシュレータの製造工程の一部を示す模式図である。
図４に示したフィルム部材１１ｅ、１１ｆをフィルムを圧縮成型して構成するに当たり、図４に示したアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造のティースよりも、周方向あるいは径方向に、前述したオーバーラップさせる部分の軸方向に垂直な断面内における長さだけ、拡大した形状の型を使用して、当該型の周りにフィルム部材１１ｅ、１１ｆを一体的に圧縮成形して、その後に、周方向断面あるいは径方向断面において分割して、フィルム部材１１ｅおよび１１ｆを形成する。
【００２３】
このように形成することで、フィルム部材１１ｅ、１１ｆの製造をより効率的なものとすることが出来る。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に用いて好適なものであるが、本は梅井のステータ構造に用いるインシュレータは、ラジアルギャップ型回転電機のステータ構造にも適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】アキシャルギャップ型回転電機を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造の一実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造の他の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造に用いるインシュレータの製造工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ティース
２  コイル
３  ステータ
４  ロータ
５  永久磁石
６  シャフト
７  軸受
８  ケース
９  冷却路
１０  エンコーダ
１１  インシュレータ
【図１】
2006311706.tif 000003
【図２】
2006311706.tif 000004
【図３】
2006311706.tif 000005
【図４】
2006311706.tif 000006
【図５】
2006311706.tif 000007